[发明专利]一种信息数据纵向冗余校验纠错编解码方法

说明书

本发明公开了一种信息数据纵向冗余校验纠错编解码方法，具体包括数据编码算法和解码算法。数据发送者利用数据编码算法对期望发送的数据信息位进行编码，通过各类传输存储介质对数据进行传输和存储，传输和存储过程中存在发生错误的可能。数据接收者利用数据解码算法对接收的数据进行解码，当接收的数据在解码算法的纠错能力范围内时，解码算法可对接收数据的错误信息位进行纠正，恢复并输出数据发送者期望发送的数据信息位；当接收的数据超出解码算法的纠错能力范围，解码算法可有效检出传输数据出错，输出数据严重出错的提示。

技术领域

本发明属于信息数据存储技术领域，涉及一种信息数据纵向冗余校验纠错编解码方法。

背景技术

在数据存储系统中，通常利用差错控制编码对数据差错进行控制。数据发送者在进行数据信息位写入之前，先按照某种关系附加上一定的冗余位，构成一个码字后再进行存储写入操作，这个过程称为差错控制编码过程。差错控制编码可分为检错码和纠错码，其中检错码指能够自动发现差错的编码，纠错码指不仅能发现差错而且能自动纠正差错的编码，数据接收者收到该码字后，检查信息位和冗余位之间的关系，发现和纠正信息位错误。常见的检错码分为垂直冗余校验(Vertical Redundancy Check,VRC)、纵向冗余校验(Longitudinal Redundancy Check,LRC)和循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,CRC)。对于垂直冗余校验和纵向冗余校验方法，其主要采用对数据的简单异或运算生成校验码，两个数据位同时发生翻转后的异或运算值不变，因而对于数据发生的偶数个错误将无法检出，且发生偶数个错误的数据将被误判为正确的数据，因此方案不具备任何纠错能力。循环冗余校验方法利用了生成多项式，将二进制数据作为多项式系数，与某一生成多项式进行二进制下的除法运算生成校验码。对于一段二进制数据，当该生成多项式为本原多项式，且最高次项次数足够大时，循环冗余校验方法可以极高概率检出数据中的错误。尽管循环冗余校验方法在错误检测中非常有用，但同时它对数据的进制存在要求。因数据位需作为多项式系数参与校验码的运算，循环冗余校验方法一般只接受二进制数据作为输入，若要接受多进制输入，则必须首先将数据转化为二进制，或定义该进制下的多项式除法，并寻找该进制下的本原多项式。

纠错码(Error Correcting Code,ECC)可分为线性码与非线性码两类。码元间的关系为线性时，称为线性码；否则称为非线性码。一般情况下，对数据的纠错过程是比较复杂的，而纠错码在解码过程中对未发生错误的数据和发生错误的数据采用“一视同仁”的策略进行纠错，试图恢复出正确的数据。通常，根据最小码距原则纠错码总可以恢复出一个码字，但存在误解码的可能。为了实现低误码率，则需要增加码长。

检错码与其他手段结合使用，可以达到纠错的目的。比如循环冗余校验码是一种线性码，一般用于检错；若将由发生错误的数据计算得到的校验码送入循环冗余错误表，则可获得数据的错误图样，从而进行数据纠错；或构造检错反馈重发系统(ARQ系统)，要求数据发送者重传数据。纠错并恢复原码字的过程称为解码，相较于专用的数据纠错码，利用检错码构造的纠错码在绝大多数情况下只需进行检错运算，且只在数据出错的情况下进行纠错，因而在出错概率较低的情形下解码的效率更高。

发明内容

为了提高数据在存储与传输过程中抵抗差错的能力，增强数据的鲁棒性，达到对任意进制的数据进行纠错的目的，本发明基于哈希函数，提出了一种信息数据纵向冗余校验纠错编解码方法。

本发明所采用的技术方案是：一种信息数据纵向冗余校验纠错编解码方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用哈希函数Hash，对待编码数据信息Data，利用数据验证密钥Key进行运算；